🚀碾压传统方案!vLLM与TGI/TensorRT-LLM性能实测对比

本文较长,建议点赞收藏,以免遗失。更多AI大模型应用开发学习视频及资料,尽在聚客AI学院

随着大语言模型(LLM)在生成式AI产业中广泛应用,如何高效、经济地部署和推理这些庞大的模型,成为每一位开发者和企业面临的核心挑战。尤其是在构建真实的在线AI应用时,性能瓶颈、资源浪费、高昂费用等问题层出不穷。

今天,我要分享一个开源项目------vLLM,正是为了破解这一难题而生。它不仅提供了极致高效的推理性能,还兼具易用性和灵活性,成为LLM服务领域的新宠。

​​一、为什么选择LLM?​

传统LLM推理面临三重挑战:

  1. 显存墙:KV缓存占用大量GPU内存(例如Llama-70B需>140GB显存)
  2. 吞吐瓶颈:静态批处理(Static Batching)导致资源闲置(空闲率达40%+)
  3. 响应延迟:串行处理使长文本生成延迟飙升(百毫秒→秒级)

🔍 ​​行业痛点示例​​: 当并发请求达50QPS时,传统方案需8×A100才能维持,而vLLM仅需3×A100。

​​二、vLLM核心技术解析​​

​​1. 革命性内存管理:PagedAttention​​

​​核心原理​​:将KV缓存分割为固定大小块(如4MB/块),模拟OS虚拟内存管理

​​三大突破​​:

  • 块级共享:相同前缀的请求共享物理块(如系统提示词)
  • 零碎片化:Block池动态分配,显存利用率达99.8%
  • 按需加载:仅活跃块保留在GPU显存中

✅ ​​实测效果​​: 70B模型推理显存下降​​4.2倍​​,单卡可同时处理192个对话上下文。

​​2. 连续批处理(Continuous Batching)

​​工作流​​:

ini 复制代码
while True:
    ready_requests = get_ready_requests()  # 获取解码阶段相同的请求
    output_tokens = decode(ready_requests)  # 批量并行解码
    stream_results()                        # 流式返回已生成内容

​​关键优势​​:

  • 动态插入新请求,无需等待批次填满
  • 不同请求处于不同解码阶段(prefill/decode)
  • 吞吐量提升8-10x(HuggingFace对比)

​​3. 极速推理加速套件​​

技术 原理 加速比
CUDA Graph 编译计算图为原子操作 1.3x
Speculative Decoding 用小模型预测+大模型验证 1.5-2x
Chunked Prefill 长文本分批预填充 延迟↓70%

​​三、部署实践指南​​

​​1. 硬件适配矩阵​​

硬件类型 支持情况 性能建议
NVIDIA GPU ✅ 全系列优化 A100/H100最佳
AMD GPU ✅ ROCm支持 MI250X已验证
AWS Inferentia ✅ Neuron SDK集成 inf2.24xlarge
Intel CPU ✅ AVX-512优化 Sapphire Rapids

​​2. 模型支持策略​​

css 复制代码
# 启动Llama3-70B服务(张量并行+量化)
vllm-serving --model meta-llama/Meta-Llama-3-70B-Instruct \
             --tensor-parallel-size 8 \
             --quantization awq \
             --max-model-len 128000

​​热门模型适配情况​​:

  • 全系列Transformer:LLaMA、Qwen、Mixtral
  • MoE架构:DeepSeek-V2(激活专家路由优化)
  • 多模态:LLaVA(图像特征对齐KV缓存)

​​3. 生产环境部署架构​​

​​关键配置参数​​:

makefile 复制代码
# 性能调优核心参数
engine_args = {
  "max_num_seqs": 256,     # 最大并发序列数
  "gpu_memory_utilization": 0.95,  # 显存利用率阈值
  "enforce_eager": False   # 启用CUDA Graph
}

​​四、性能实测对比​​

(数据源:vLLM官方基准测试)

引擎 吞吐(tokens/s) 延迟(avg/ms) 显存占用(GB)
HuggingFace TGI 1,240 350 82.1
TensorRT-LLM 2,800 210 77.3
​​vLLM (本方案)​​ ​​4,150​​ ​​95​​ ​​19.4​​

📌 ​​测试环境​​: LLaMA-13B模型 + 50并发请求 + A100-80G

​​五、应用场景​​

​​案例1:RAG系统优化​​

ini 复制代码
# 结合LangChain的vLLM调用
retriever = VectorStoreRetriever()
llm = VLLMOpenAI(
  model="qwen-72b-chat",
  max_tokens=2048,
  temperature=0.3
)
chain = RetrievalQA.from_chain_type(llm, retriever)

▶ ​​效果​​:知识问答响应时间从1.2s → 0.4s

ps:提到RAG优化,这里再给粉丝朋友提供一份关于RAG检索增强的技术文档,方便各位实践,自行领取《检索增强生成(RAG)》

​​案例2:多模态推理流水线​​

css 复制代码
用户图片 → CLIP编码器 → 特征存入KV缓存 → LLaVA-vLLM联合推理

​​六、v1架构升级亮点​​

​​Prefix Caching​​

  • 复用相同提示词的KV块(如企业系统指令)
  • 千次重复查询显存零增长

​​异构硬件支持​​

  • 自动分割计算图(GPU/CPU/NPU协同)
  • 推理时延波动降低63%

​​模块化执行引擎​​

csharp 复制代码
class VLLMBackend {
  void AddRequest(Request& req);  // 异步请求注入
  void Step();                    // 并行执行核
  void StreamOutput();            // 流式回调
}

​​七、快速入门​​

ini 复制代码
# 安装+启动服务(支持OpenAI API协议)
pip install vllm
vllm-api --model mistralai/Mistral-7B-Instruct

# 调用示例(等效OpenAI客户端)
from vllm import Completion
response = Completion.create(
  model="mistral-7b",
  prompt="如何优化LLM推理效率?",
  temperature=0.7
)

🚀 ​​扩展建议​​: 结合FastChat构建ChatGPT式界面: python -m fastchat.serve.vllm_worker --model-path meta-llama/Llama-3-70b-chat-hf

​​附:技术生态对比​​

引擎 核心优势 适用场景
​​vLLM​​ 极致吞吐/显存效率 高并发生产环境
TensorRT-LLM 极致单请求延迟 实时对话系统
TGI HuggingFace生态 快速原型验证
DeepSpeed-MII 训练推理一体化 科研场景

好了,今天的分享就到这里,如果对你有所帮助,记得告诉身边有需要的人。我们下期见。

相关推荐
TDengine (老段)27 分钟前
从 ETL 到 Agentic AI:工业数据管理变革与 TDengine IDMP 的治理之道
数据库·数据仓库·人工智能·物联网·时序数据库·etl·tdengine
蓝桉8021 小时前
如何进行神经网络的模型训练(视频代码中的知识点记录)
人工智能·深度学习·神经网络
星期天要睡觉1 小时前
深度学习——数据增强(Data Augmentation)
人工智能·深度学习
南山二毛3 小时前
机器人控制器开发(导航算法——导航栈关联坐标系)
人工智能·架构·机器人
大数据张老师3 小时前
【案例】AI语音识别系统的标注分区策略
人工智能·系统架构·语音识别·架构设计·后端架构
xz2024102****3 小时前
吴恩达机器学习合集
人工智能·机器学习
anneCoder3 小时前
AI大模型应用研发工程师面试知识准备目录
人工智能·深度学习·机器学习
骑驴看星星a3 小时前
没有深度学习
人工智能·深度学习
youcans_3 小时前
【医学影像 AI】YoloCurvSeg:仅需标注一个带噪骨架即可实现血管状曲线结构分割
人工智能·yolo·计算机视觉·分割·医学影像
空白到白3 小时前
机器学习-决策树
人工智能·决策树·机器学习